额济纳绿洲生态环境变化及其恢复

黑河下游额济纳绿洲是我国西部干旱区具有重要生态防护功能的绿洲,近年来,在人类活动和气候变化的双重作用下,绿洲生态环境发生了一系列变化:1)由于黑河上中游用水量的增加,导致下游额济纳绿洲的入境水量逐年减少,并且地下水位不断下降,水质恶化。2)以胡杨林、柽柳、梭梭林为主的天然林大面积减少;草地生态系统呈现以草场面积减少,牧草产量下降,草地荒漠化和载畜能力降低等为特征的持续退化趋势。3)土地沙漠化和盐碱化现象在该区表现明显。为了使额济纳绿洲的生态环境向着良性循环方向发展,本文从水资源、植被及土地生态系统等方面对额济纳绿洲提出了生态恢复对策。     

20世纪70年代中期以来奈曼旗土地利用变化及生态环境效应研究

本文在遥感技术与GIS技术支持下,以内蒙古自治区奈曼旗近二十五年来的土地利用为例,对土地利用/覆盖的时空演变、景观格局变化及其生态环境效应进行了探讨。结果表明:1976—2000年间,奈曼旗发生土地利用变化的面积约占总面积的22.70%,发生变化的土地总面积为184015.51hm2。林地、未利用地面积明显增加,耕地面积明显减少,减少幅度约为21.86%。景观斑块的聚集程度变小,破碎程度加大,趋于离散分布。从生态效应上来看,土地利用变化引起的生态环境质量变化呈现出改善和恶化并存的趋势,主要表现在草地生态功能的退化以及土地的沙化、盐碱化,沙地有扩展蔓延趋势;林地面积的增加、耕地面积的减少对提高区域生态质量和生态功能起到了积极的作用。     

额济纳绿洲生态环境现状与综合治理对策

本文从绿洲的水资源、土地资源、植被资源变化入手 ,探讨了额济纳绿洲土地荒漠化、草场退化、水资源缺乏等生态问题的现状 ,说明了生态环境对经济发展的影响 ,从而相应地提出了绿洲生态环境可持续发展的对策。     

新疆甘家湖湿地土地利用变化及其生态环境效应

应用1972-2008年3期遥感数据和GIS软件空间分析方法对新疆甘家湖湿地土地利用变化进行了分析,并采用生态环境质量指数模型建立了研究区各土地利用类型与生态环境质量之间的数量关系,分析了土地利用变化对生态环境质量的影响。结果表明:1972-2008年间,甘家湖湿地土地利用发生了较大的变化,沙地面积增加,且速度较快,沼泽地及水域面积减少,林地的内部转移量较大;生态环境质量指数具有下降趋势,下降的主要驱动力为林地和沼泽地面积的变化;甘家湖湿地土地利用的变化已经引起湿地功能退化,土壤质量下降,植被退化及土地沙化加剧等生态环境质量问题。     

基于RS和GIS的区域土地利用动态变化及演变趋势分析

以山丹县1985年和2000年TM系列遥感数据为主要数据源,采用国家农委的土地利用现状分类系统,通过GIS空间分析技术,从土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化等方面定量分析了研究区域15年间土地利用的时空变化情况。在此基础上,利用Mark-ov模型,对该区域未来30年内的土地利用动态变化及演变趋势进行了分析。结果表明:15年间研究该区域的土地利用的基本特征表现为:耕地、水域和未利用土地总量增加,其中水域和未利用土地增幅较大;林地、草地、和城乡居住建设用地总量减少,其中草地和林地下降最快,草地植被利用过渡或退化较为严重,水资源利用态势更加严峻,耕地的稳定性较强,其它类型土地的稳定性较差。未来30年内该区域的土地利用变化基本趋势是:耕地、水域面积、未利用土地将持续增加,城乡居住建设用地增长缓慢,林地、草地将持续减少。增加的耕地和未利用土地将主要来源于草地和林地植被的人为减少或自然退化,生态环境将趋于恶化。     

干旱区绿洲荒漠交错带土地退化及生态重建

由于经济的发展，土地资源受到越来越大的压力。当这种压力超过了土地资源的承载能力，就导致了土地退化的发生。作为陆地生态系统的基础，土地资源的退化表现为：土壤肥力降低，生物多样性降低，以及伴随的经济发展的落后。当前世界范围内对土地退化的治理，基本方法仍是基于生态学理论的生物方法。但对土地退化的恢复与生态系统的重建的研究，需要经过谨慎设计的长期实验。绿洲荒漠交错带的重要性，不仅表现为是绿洲的保护屏障，而且在绿洲经济的发展中也起到巨大的作用。通过对国内外大量研究的回顾，讨论了在不同地区进行的长期实验所采用的方法。有人为因素参与的退化土地恢复与生态重建，可以在短期内取得明显效果。产生土地退化的原因，不仅仅是土地资源特点与自然环境这样一些自然因素，还包括一些社会与经济因素。因此退化土地的恢复与生态重建的成功，需要一种考虑自然、社会和经济因素的综合的方法。     

近60年来克里雅绿洲耕地动态变化驱动力及生态环境效应

利用1950-2008年统计资料和土地详查数据,采用多元统计分析与文献调查,分析了塔克拉玛干沙漠南缘克里雅绿洲近60年来耕地动态变化情况及其驱动机理,并讨论了耕地动态变化对绿洲生态环境的影响。结果表明:(1) 1950-2008年克里雅绿洲耕地面积经历了急剧增加(1950-1961年)→缓慢减少(1962-1990年)→快速增加(1991-2008年)的变化过程,耕地数量总体呈增加趋势,人均耕地面积呈减少趋势;(2)影响克里雅绿洲耕地动态变化的驱动因子可归纳为政策变动、经济发展、人口增长、农业科技进步等四大因素;(3)耕地动态变化某种程度上改善了克里雅绿洲生态环境的同时,导致了绿洲外围沙漠化,绿洲内部土壤盐渍化,湿地减少,河道缩短等一系列生态环境问题,威胁了绿洲稳定性。     

新疆和田河流域土地利用及其生态服务价值变化

土地利用结构决定土地生态系统服务价值,生态服务价值也反映了土地利用结构的生态优劣.基于遥感和GIS技术及数理统计学方法,利用1990年、1999年、2002年和2005年遥感影像解译得到的4期土地利用数据,对和田河流域1990-2005年土地利用变化进行定量分析,估算出研究区15年间的生态服务价值变化量.结果表明:①耕地、林地和城乡建设用地面积增加,草地、水域和未利用地面积减少;研究区土地利用处于发展时期,土地利用综合程度日益提高;优势度没有发生明显的变化,未利用地一直最高.②土地生态系统服务价值量有所增加,土地利用总体生态效应趋良.但环境也存在着局部恶化,主要表现在上游山地生态系统冰川退缩、天然植被退化;中游绿洲生态系统耕地扩张迅速,土壤盐渍化,人工渠、水库增加显著;下游荒漠生态系统植被退化,水资源严重不足,土地沙漠化.     

新疆维吾尔自治区皮山县绿洲景观格局变化及驱动力分析

文中探讨皮山县绿洲景观格局近25年的时空变化状况和绿洲时空变化的主要驱动因素。基于1991-2015年不同时期的Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像数据和基础地理数据,在RS技术的支持下对皮山县绿洲进行了土地利用信息提取。在此基础上,借助景观生态学的理论与方法,结合水文和气象数据分析了皮山县绿洲24年来的生态环境变化状况,并探索导致其变化的原因。结果表明,24年间皮山县绿洲面积增加了410.3km~2,耕地和城乡建设用地面积的增加最为明显,增加面积分别达412.71km~2和48.96km~2,草地、水域和林地均出现面积减少。耕地破碎度减少,城乡建设用地破碎度先减少后增加。皮山县绿洲景观格局变化受人为因素的影响远大于自然因素的影响,这体现在城乡建设用地动态度的增加和耕地破碎度的下降。     

塔里木河干流上游土地利用动态变化研究

在干旱区 ,水资源十分匮乏。若能有效的控制塔里木河上游耕地面积的扩张 ,同时提高水资源利用率 ,则能解决塔里木河流域长期以来农业用水和生态用水之间的矛盾 ,这对塔里木河流域持续发展有重要意义。应用遥感技术进行上游土地利用动态变化则为上游耕地现状和趋势发展提供一种快速和准确的方法。本文利用 1 95 9年、1 983年、1 992年和 1 996年四个时期的航片及卫片资料 ,研究了塔里木河干流上游典型图幅土地利用的动态变化。结果表明 ,研究区域人工绿洲和居民点面积逐年扩大 ,湖泊面积明显缩小 ,而天然植被面积趋于缩小 ,难利用面积变化不大。为此 ,有关部门应严格控制目前这种耕地继续扩张趋势 ,同时加强植被生态环境建设     

渭干河-库车河三角洲绿洲土地资源合理利用对策分析

本文对干旱区内陆河流域下游具有代表性的渭干河—库车河三角洲绿洲土地资源特征和存在的问题进行了详细的分析 ,分析表明 ,土地资源数量大、质量差、利用率低 ,土壤类型多 ;草场面积大、质量差 ;森林覆盖率低、疏林、灌木林比重大 ;土地利用中存在结构不合理 ,特别是林业、畜牧业比重偏低 ,绿肥和饲料作物面积过小 ;土壤次生盐渍化严重、土壤肥力下降 ,经营管理粗放、单产水平不高 ;草场面积锐减 ,森林资源破坏严重 ,保护绿洲的能力下降。在此基础上 ,提出了优化农业用地结构 ,提高土地利用综合效益 ;增加对农业用地开发利用的投入 ,促进农业用地由粗放型向集约型的转变 ;保护和更新胡杨林 ;保护和建设草场 ;大力治理盐碱 ;发展节水灌溉农业 ,提高水资源利用效益 ;扩大绿洲规模 ,加快城市化建设等持续合理利用土地资源的对策。     

近四十年新疆绿洲农业生态经济系统运行态势

从新疆近 40多年绿洲农业生态经济系统发展状况看 ,农业生产水平提高较为显著 ,生态建设有所改进。它主要表现在 :单产水平提高了几倍 ,农田防护林网逐步完善 ,水利工程建设得到加强 ,盐渍化治理也有所进展 ,生活能源的短缺得到改善。但总体上绿洲农业生态经济系统的不协调仍是明显的。主要问题有 :作物结构单一 ,下游区域缺水使绿洲稳定受到威胁 ,农田施肥重化肥轻有机肥 ,河水水质盐化加重。对这些问题必须引起重视 ,只有逐步解决不协调 ,才能实现区域农业的可持续发展。     

绿洲生态系统的群落特征——以荒漠河岸林生态系统为例

以胡杨为代表的荒漠河岸林生态系统的群落组成及结构特征 ,反映了干旱区天然绿洲的独特景观。它们主要依靠洪水泛滥形成的有利自然地理环境而生存 ,气候背景及地形地貌所影响的水盐、水热的时空分布差异 ,是群落演替的主要原因。绿洲的生态安全受区域地质背景和地貌格局的控制 ,也受到气候条件的制约。自然界的各种物理的、化学的和生物的相互作用 ,对于绿洲的发育和发展具有决定性的作用 ,人类的社会经济活动对绿洲的演化起着加速和促进的作用。应以保护生物多样性为核心 ,以水资源的合理利用为出发点 ,保证生态用水 ,遵循生态学原理和群落演替规律 ,进行绿洲系统的生态建设。     

渭干河——库车河三角洲绿洲的水资源问题与农业节水潜力分析

建立节水型社会是我国的一项基本政策,也是解决渭干河—库车河三角洲绿洲水资源问题可持续利用的战略选择。渭干河—库车河三角洲绿洲水资源开发利用中存在的问题:主要由于社会、经济的发展及不合理的用水导致水资源短缺、水资源过度开发,水资源利用效率低、生态环境恶化等。渭干河—库车河三角洲绿洲是典型的灌溉农业区,农业灌溉大部分仍采用粗放型的宽河大渠输水、田间大水漫灌方式,灌溉定额普遍偏高,农业节水潜力很大。本文重点定量分析了该绿洲农业用水效益、农业节水潜力,建议农业节水的途径及节水灌溉技术应从骨干工程改造节水、中低产田改造节水、降低地下水位节水、改造作物灌溉制度节水、加强管理节水等几个方面进行。最后提出渭干河—库车河三角洲绿洲水资源可持续利用的对策措施。     

Impacts of climate change and human activities on water resources in the Ebinur Lake Basin,Northwest China

Changing climatic conditions and extensive human activities have influenced the global water cycle. In recent years, significant changes in climate and land use have degraded the watershed ecosystem of the Ebinur Lake Basin in Xinjiang, Northwest China. In this paper, variations of runoff, temperature, precipitation, reference evapotranspiration, lake area, socio-economic water usage, groundwater level and water quality in the Ebinur Lake Basin from 1961 to 2015 were systematically analyzed by the Mann-Kendall test methods(M-K) mutation test, the cumulative levelling method, the climate-sensitive method and land-use change index. In addition, we evaluated the effects of human activities on land use change and water quality. The results reveal that there was a significant increase in temperature and precipitation from 1961 to 2015, despite a decrease in reference evapotranspiration. The Wenquan station was not significantly affected by human activities as it is situated at a higher altitude. Runoff at this station increased significantly with climate warming. In contrast, runoff at the Jinghe station was severely affected by numerous human activities. Runoff decreased without obvious fluctuations. The contributions of climate change to runoff variation at the Jinghe and Wenquan stations were 46.87% and 58.94%, respectively; and the contributions of human activities were 53.13% and 41.06%, respectively. Land-use patterns in the basin have changed significantly between 1990 and 2015: urban and rural constructed lands, saline-alkali land, bare land, cultivated land, and forest land have expanded, while areas under grassland, lake, ice/snow and river/channel have declined. Human activities have dramatically intensified land degradation and desertification. From 1961 to 2015, both the inflow into the Ebinur Lake and the area of the lake have declined year by year; groundwater levels have dropped significantly, and the water quality has deteriorated during the study period. In the oasis irrigation area below the runoff pass, human activities mainly influenced the utilization mode and quantity of water resources. Changes in the hydrology and quantity of water resources were driven primarily by the continuous expansion of cultivated land and oasis, as well as the growth of population and the construction of hydraulic engineering projects. After 2015, the effects of some ecological protection projects were observed. However, there was no obvious sign of ecological improvement in the basin, and some environmental problems continue to persist. On this basis, this study recommends that the expansion of oasis should be limited according to the carrying capacity of the local water bodies. Moreover, in order to ensure the ecological security of the basin, it is necessary to determine the optimal oasis area for sustainable development and improve the efficiency of water resources exploitation and utilization.     

新疆平原绿洲环境变化与生态维护

干旱区陆地生态系统的稳定性主要受控于水分因素,绿洲环境变化既相互联系,又互相制约,但都有自身的生态系统特点和对人类服务的功能。对新疆平原地区绿洲环境的变化进行分析发现,人工绿洲扩大和发展、城镇绿洲兴起和开拓、天然绿洲缩小和维护的总趋势。因此,需要在以流域或盆地为单元,以水为纽带并受水资源条件的限制,对流域或盆地内的所有农业绿洲、城镇绿洲和天然绿洲等生态系统与荒漠生态系统进行总体的水资源消耗平衡与生态平衡规划,科学配置水资源,才能维护相互的依存关系,并使各类绿洲得到生态维护。     

新疆奎屯河流域平原区生态需水研究

新疆奎屯河流域地处我国西北干旱区,随着人口增加和经济发展,国民经济需水与生态需水已成为流域水资源开发利用和生态环境保护的主要矛盾。因此,为了实现奎屯河流域水资源的可持续利用及国民经济的可持续发展,急需对生态需水进行研究。本文以流域社会经济与生态环境协调发展为目标,分析了奎屯河流域存在的主要生态环境问题,在干旱区生态需水概念与分类的基础上,给出了奎屯河流域生态需水的界定范围。在此前提下,从流域生态环境现状及未来需求出发,采用不同的计算方法,对流域生态需水进行了计算,可为流域水资源优化配置及生态环境建设提供科学的依据。结果表明:奎屯河流域生态需水达5.65×108m3,占流域水资源总量16.98×108m3的33.3%,占径流总量15.41×108m3的36.7%。其中天然绿洲生态需水为2.41×108m3,占生态需水的43%;人工绿洲生态需水达3.24×108m3,占生态需水的57%。     

Coupling analysis of social-economic water consumption and its effects on the arid environments in Xinjiang of China based on the water and ecological footprints

In arid areas,ecological degradation aroused by over-exploitation of fresh water,expansion of artificial oasis and shrinkage of natural oasis,has drawn attention of many scholars and officials.The water and ecological footprints can be used to quantitatively evaluate the water consumption of social-economic activities and their influence on the eco-environments.In addition,increase of the water footprint indicates the expansion of artificial oasis,and the influence on the natural oasis could be reflected by the variation of the ecological footprint.This study was conducted to answer a scientific question that what is the quantitative relationship between the expansion of the artificial oasis and the degradation of the natural oasis in the arid environments of Xinjiang,China.Thus,based on the social-economic data,water consumption data and meteorological data during 2001–2015,we calculated the water and ecological footprints to express the human-related pressure exerted on the water resources and arid environments in Xinjiang(including 14 prefectures and cities),and explore the relationship between the water and ecological footprints and its mechanism by using the coupling analysis and Granger causality test.The results show that both the water and ecological footprints of Xinjiang increased significantly during 2001–2015,and the increasing rate of the ecological footprint was much faster than that of the water footprint.The coupling degree between the water and ecological footprints was relatively high at the temporal scale and varied at the spatial scale.Among the 14 prefectures and cities examined in Xinjiang,the greater social-economic development(such as in Karamay and Urumqi)was associated with the lower coupling degree between the two footprints.Increases in the water footprint will cause the ecological footprint to increase,such that a 1-unit increase in the consumption of water resources would lead to 2–3 units of ecological degradation.The quantitative relationship between the increases of the water and ecological footprints,together with the intensities of water consumption both in the natural and artificial oases of Tarim River Basin,have approved the fact that the formation and expansion of 1 unit of the artificial oasis would bring about the degradation of 2 units of the natural oasis.These conclusions not only provide a technical basis for sustainable development in Xinjiang,but also offer a theoretical guide and scientific information that could be used in similar arid areas around the world.     

Hydrological and water cycle processes of inland river basins in the arid region of Northwest China

The increasing shortage in water resources is a key factor affecting sustainable socio-economic development in the arid region of Northwest China(ARNC). Water shortages also affect the stability of the region's oasis ecosystem. This paper summarizes the hydrological processes and water cycle of inland river basins in the ARNC, focusing on the following aspects: the spatial-temporal features of water resources(including air water vapor resources, runoff, and glacial meltwater) and their driving forces; the characteristics of streamflow composition in the inland river basins; the characteristics and main controlling factors of baseflow in the inland rivers; and anticipated future changes in hydrological processes and water resources. The results indicate that:(1) although the runoff in most inland rivers in the ARNC showed a significant increasing trend, both the glaciated area and glacial ice reserves have been reduced in the mountains;(2) snow melt and glacier melt are extremely important hydrological processes in the ARNC, especially in the Kunlun and Tianshan mountains;(3) baseflow in the inland rivers of the ARNC is the result of climate change and human activities, with the main driving factors being the reduction in forest area and the over-exploitation and utilization of groundwater in the river basins; and(4) the contradictions among water resources, ecology and economy will further increase in the future. The findings of this study might also help strengthen the ecological, economic and social sustainable development in the study region.     

库姆塔格沙漠周边土地荒漠化成因及其治理对策——以敦煌市为例

通过实地调查和收集资料,对敦煌市近30年的气候变化,人口变迁,水土资源,以及社会经济发展变化等进行了分析,探讨了敦煌市荒漠化影响因素,提出了合理的治理对策。分析结果表明:近30年来气候环境变化对敦煌市荒漠化影响较小,而人口不断增加,社会经济持续发展对环境、水土资源干预力度加大是造成荒漠化危害程度加剧的主要原因之一。过去的30年中无论是国内生产总值还是人均收入都有了新的飞跃,但是维系绿洲生存发展的生态环境却受到严重破坏。控制人口增长,加强生态环境建设,合理有效利用现有水土资源是维持绿洲长期稳定发展的前提和基础。